【正文】 00r/min(6級(jí) )和 750r/min(8級(jí) )等幾種。 在無(wú)特殊要求的情況下，應(yīng)選成本低，容易購(gòu)買(mǎi)的 2極或 4極電動(dòng)機(jī)。尤為重要的是應(yīng)使所選電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相接近。如果 n0遠(yuǎn)低于 nmax，則升速多，會(huì)使變速箱的振動(dòng)和噪聲增加；如果 n0遠(yuǎn)高于 nmax，則傳動(dòng)鏈太長(zhǎng)，會(huì)使變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸龐大，同時(shí)，增加了空載功率。對(duì)于本例，選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min(滿(mǎn)載時(shí)為 1 440r/min) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 5 定中間軸轉(zhuǎn)速 這一步的實(shí)質(zhì)是在升速的傳動(dòng)比 imax≤降速的傳動(dòng)比 imin≥1/4 (直齒圓柱齒輪傳動(dòng) )的條件下，分配各傳動(dòng)組的傳動(dòng)比，以確定中間軸的轉(zhuǎn)速。 定中間軸轉(zhuǎn)速的一般原則： 對(duì)于 降速傳動(dòng) 要遵循“ 前慢后快 ”的原則：在分配傳動(dòng)比時(shí)，按傳動(dòng)順序，前面變速組的降速要慢些，后面變速組的降速要快一些，即所謂的降速要“ 前慢后快 ”。故要求 iamin≥ibmin≥icmin≥… 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 5 定中間軸轉(zhuǎn)速 對(duì)于中型車(chē)、鉆、銑等機(jī)床，中間軸的最高轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。對(duì)于小型機(jī)床和精密機(jī)床，由于功率較小，傳動(dòng)件不會(huì)太大，這時(shí)振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲是要考慮的主要問(wèn)題。因此，要注意限制中間軸的轉(zhuǎn)速不要過(guò)高。 由于從電動(dòng)機(jī)軸到主軸的總趨勢(shì)是降速傳動(dòng)，如果中間軸的轉(zhuǎn)速定得高一些，會(huì)使傳動(dòng)件的尺寸小一些。 但是，如果中間軸的轉(zhuǎn)速過(guò)高，將會(huì)引起過(guò)大的振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲。通常，希望齒輪的線速度不超過(guò) 12～ 15m/s。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 5 定中間軸轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)到主軸是升速傳動(dòng) 分配變速組的傳動(dòng)比 “前慢后快” “前快后慢” 即按傳動(dòng)順序，在前面的變速組的傳動(dòng)比升得慢一些 (傳動(dòng)比小 )，后面的變速組升得快一些 (傳動(dòng)比較大 )。這樣可壓低中間軸的最高轉(zhuǎn)速，以降低中間軸傳動(dòng)件的精度等級(jí)。 對(duì)于中間軸轉(zhuǎn)速不是太高時(shí)，基于減小傳動(dòng)件尺寸的要求，則升速宜采用“前快后慢”的原則來(lái)分配傳動(dòng)組的傳動(dòng)比。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 5 定中間軸轉(zhuǎn)速 在電動(dòng)機(jī)軸到 Ⅰ 軸間可有一級(jí)定比傳動(dòng)這樣，不僅為本設(shè)計(jì)提供方便，也為變型機(jī)床的設(shè)計(jì)提供了靈活性。因?yàn)橹灰淖冊(cè)摱ū葌鲃?dòng)的傳動(dòng)比，在其他三個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)比不變的情況下，就可將主軸的 12級(jí)轉(zhuǎn)速同時(shí)提高或降低，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需要 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式 12=31 23 26 三個(gè)傳動(dòng)組 共需 4根軸 電動(dòng)機(jī)軸 共 5根軸 + 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 5 定中間軸轉(zhuǎn)速 定中間軸轉(zhuǎn)速的方法 從電機(jī)軸 (0軸 ) 往后推 從 IV軸 (主軸 ) 往前推 (較方便 ) 從 IV軸 (主軸 )往前推 : 即首先定 Ⅲ 軸的轉(zhuǎn)速 (首先分配第二擴(kuò)大組 c的傳動(dòng)比 ) 第二擴(kuò)大組 c 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式 12=31 23 26 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程教研室 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 5 定中間軸轉(zhuǎn)速 第二擴(kuò)大組 c 傳動(dòng)組 c的變速范圍 : 666)12()1( ???? ?? ??? cc xpcr則傳動(dòng)組 c的兩對(duì)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比是： 2241 12。141 ?? ???? cc ii于是確定 III軸的 6級(jí)轉(zhuǎn)速是： 125r/min、 180r/min、 250r/min、355r/min、 500r/min、 710r/min 可見(jiàn) III軸的最低轉(zhuǎn)速是： 125r/min 兩條傳動(dòng)副的連線如圖中 hj和 hk所示。 1)確定 III軸的最低轉(zhuǎn)速 升速的傳動(dòng)比 imax≤降速的傳動(dòng)比 imin≥1/4 42 42 ?? ??三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 5 定中間軸轉(zhuǎn)速 2)確定 II軸的轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)組 b是第一擴(kuò)大組，級(jí)比指數(shù) x1=3?？芍?， Ⅱ 軸的最低轉(zhuǎn)速可以是 : 4m i nm ax3m i nm ax2m i nm axm i n2m ax/1,/1m i n/r5 0 0/1,1m i n/r3 5 5/1,m i n/r2 5 0/1,m i n/r1 8 0???????????????iiiiiiii為避免升速，同時(shí)不使最小傳動(dòng)比太小，并滿(mǎn)足降速符合遞減原則，因此取 1。????? bbbb iiii ?即 Ⅱ 軸的最低轉(zhuǎn)速定為 355r/min。 兩對(duì)傳動(dòng)副的連線如圖中 fh和 fg所示。 Ⅱ 軸的三級(jí)轉(zhuǎn)速分別為： 355r/min、 500r/min、 710r/min。 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 5 定中間軸轉(zhuǎn)速 3)確定 I軸的轉(zhuǎn)速 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在 Ⅰ Ⅱ 軸間的變速組 a是基本組，級(jí)比指數(shù) x0=1，根據(jù)升 2降 4的原則，則 Ⅰ 軸的轉(zhuǎn)速可以是： 4m i n2m a x3m i nm a x2m i nm a xm i nm a xm i n2m a x/1,/1m i n/4 0 0 r1/1,/1m i n/0 0 0 r1/1,1m i n/10r7/1,m i n/r5001,m i n/r355??????????????????iiiiiiiiii基于同樣理由，確定 Ⅰ 軸的轉(zhuǎn)速為 710r/min。三對(duì)傳動(dòng)副的連線如圖中的 mf、 me、 md所示 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 5 定中間軸轉(zhuǎn)速 4)確定電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)軸 (0軸 )與 Ⅰ 軸之間可采用帶傳動(dòng)， 傳動(dòng)比： 2/1/1 2 ?? ?定i最后，分別在 Ⅱ Ⅲ 軸間，過(guò) Ⅱ 軸轉(zhuǎn)速點(diǎn) e、 d分別畫(huà) fh和 fg的平行線。同樣，在 Ⅲ Ⅳ 軸間，過(guò) Ⅲ 軸轉(zhuǎn)速點(diǎn)畫(huà) hj和 hk的平行線。這樣，轉(zhuǎn)速圖最終完成，其結(jié)果如圖所 示 圖 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 6 其他方案 —— I 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Ⅰ 和 Ⅱ 軸的轉(zhuǎn)速都降低一個(gè)公比 φ。這樣，該轉(zhuǎn)速圖 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 軸的最高轉(zhuǎn)速和為：500+500+710=1710r/min，比上圖所示方案的 710 3=2130r/min降低了約 20%，有利于降低噪聲和減少發(fā)熱。缺點(diǎn)是由于 Ⅰ 、 Ⅱ 軸的轉(zhuǎn)速降低了一個(gè)公比 φ，故 Ⅰ 、 Ⅱ軸的直徑和 a、 b兩組齒輪的模數(shù)都要增大，同時(shí)被動(dòng)帶輪的 直徑也要增大 。 如果將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 1 500r/min(4級(jí)電動(dòng)機(jī) )改為 1 000r/min (6級(jí)電動(dòng)機(jī) )，滿(mǎn)載為960r/min，則帶輪傳動(dòng)比仍為 i定 =1/2，如圖中的虛線所示。缺點(diǎn)電機(jī)體積大。 圖 圖 三、轉(zhuǎn)速圖的擬定 6 其他方案 —— II 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 皮帶傳動(dòng)副的傳動(dòng)比 i定 =1/φ2，只重新分配了變速組 a的傳動(dòng)比，雖避免了被動(dòng)帶輪直徑的加大，并使 Ⅱ 軸的最高轉(zhuǎn)速（ 500r/min）比圖 (710r/min)所示的低，但 Ⅰ 軸的轉(zhuǎn)速仍比圖 (500r/min)所示的高，使變速組 a的被動(dòng)齒輪增大。 圖 最后一個(gè)變速組的變速范圍 :ri=φ(pi1)xi，如果傳動(dòng)幅數(shù) pi=2， 則 變速范圍 ri=φxi= . … .pi 1， 而主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) z= . … .p , 所以 ri=φz/2 受極限傳動(dòng)比的限制，任一變速組的變速范圍為 8～ 10， 當(dāng) φ=， =8， 得： z=18 =8 ；得： z=12 主軸的變速范圍 Rn= φz1=50（ ）， 45（ ） 而普通車(chē)床的變速范圍： Rn=140～ 200，鏜床： Rn=200 必須 采取措施來(lái)擴(kuò)大主軸的變速范圍 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 四、擴(kuò)大變速系統(tǒng)調(diào)速范圍的辦法 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 四、擴(kuò)大變速系統(tǒng)調(diào)速范圍的辦法 1. 轉(zhuǎn)速重合 2. 背輪機(jī)構(gòu) 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 四、擴(kuò)大變速系統(tǒng)調(diào)速范圍的辦法 φ=， zmax=18， Rn= φz1=50，若 Rn50，在其后串聯(lián)一個(gè)擴(kuò)大組，其傳動(dòng)幅數(shù) pi=2，則有 31 33 29 218 ， Rn= φz1=5172，最后一個(gè)變速組的變速范圍： r = =648，而 =8 所以串聯(lián)的變速組的級(jí)比指數(shù) ≤ 9才能滿(mǎn)足變速范圍的要求。 31 33 29 29 9級(jí)轉(zhuǎn)速重合 主軸的變速范圍： Rn= φ3691=407 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 四、擴(kuò)大變速系統(tǒng)調(diào)速范圍的辦法 I 軸 → M → III 軸， i=1， I 軸 → II 軸 → III 軸， i=1/4 1/4=1/16 I 軸 → M → III 軸， Z3出現(xiàn)超速 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 五、齒輪齒數(shù)的確定 1. 確定齒輪齒數(shù)應(yīng)注意的問(wèn)題 2. 齒輪齒數(shù)的確定 ① 滿(mǎn)足轉(zhuǎn)速圖 上傳動(dòng)比的要求（轉(zhuǎn)速誤差不大于 10%） ② 齒數(shù)和 Sz不宜過(guò)大，滿(mǎn)足： Sz ≤ 100～ 120(P152,表 ) ③ 齒數(shù)和 Sz不宜過(guò)小，最小齒數(shù) ≥18～ 20，滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)上的需要 ④ 三聯(lián)滑移齒輪順利通過(guò)，最大與次大齒輪的齒數(shù)差應(yīng)大于 4 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 五、齒輪齒數(shù)的確定 (1) 變速組內(nèi)模數(shù)相同 采用標(biāo)準(zhǔn)公比的外聯(lián)傳動(dòng)，可查表來(lái)確定齒數(shù)和 Sz及小齒輪齒數(shù)。 找出同一傳動(dòng)組中各級(jí)傳動(dòng)都滿(mǎn)足的齒數(shù)和 Sz， 利用 Zmin17, Sz100~120, Z1′ Z2′ 4 進(jìn)行校核。 (2) 變速組內(nèi)模數(shù)不相同 設(shè)變速組內(nèi)有兩對(duì)齒輪副 Z1/Z1′ 和 Z2/Z2′ ， 齒數(shù)和為 Sz Sz2，模數(shù) m m2 m1(Z1+Z1′ ) =m2(Z2+Z2′ ) 選擇合適的 E值 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 六、齒輪的布臵與排列 1. 滑移齒輪的軸向布臵 2. 同一變速組內(nèi)齒輪軸向位臵的排列 3. 兩個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位臵的排列 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 六、齒輪的布臵與排列 通常布臵在主動(dòng)軸上，尺寸小，重量輕，操縱省力。 也可將相鄰變速組的滑移齒輪布臵在同一根軸上。 為避免滑移齒輪與兩固定齒輪同時(shí)嚙合，固定齒輪的間距應(yīng)大于滑移齒輪的寬度 Δ=1～ 2mm 1. 滑移齒輪的軸向布臵 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 六、齒輪的布臵與排列 寬式排列與窄式排列 三聯(lián)齒輪的相鄰齒輪齒數(shù)差應(yīng)大于 4 2. 同一變速組內(nèi)齒輪軸向位臵的排列 窄式 寬式 窄式 寬式 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 六、齒輪的布臵與排列 ?并行排列 ?交錯(cuò)排列 ?公用齒輪 3. 兩個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位臵的排列 軸向尺寸長(zhǎng) 軸向尺寸短，但對(duì)齒數(shù)差有要求 軸向尺寸短，齒輪數(shù)量少 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 七、計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 1. 機(jī)床的功率及轉(zhuǎn)矩特性 2. 機(jī)床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 3. 傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)系統(tǒng)中各傳動(dòng)件 (如軸、齒輪 )的尺寸主要根據(jù)它們所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩來(lái)計(jì)算，而轉(zhuǎn)距又與它所傳遞的功率和轉(zhuǎn)速有關(guān)。傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速有的是固定不變的，有的是變化的。對(duì)于機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)件應(yīng)根據(jù)哪個(gè)轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算的問(wèn)題，必須討論清楚。這就引入了 計(jì)算轉(zhuǎn)速 的概念。 125 直線運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件，任何速度下，都可能承受最大轉(zhuǎn)矩，屬恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)； 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件，輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，屬恒功率驅(qū)動(dòng) 機(jī)床的功率與轉(zhuǎn)矩特性：機(jī)床主軸所傳遞的功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系 恒轉(zhuǎn)矩 恒功率 機(jī)床的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速， nj 此時(shí)功率最大，轉(zhuǎn)矩也最大 機(jī)床的功率及轉(zhuǎn)矩特性 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ? 3. 傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 大型機(jī)床，計(jì)算轉(zhuǎn)速可取大些 精密機(jī)床、鉆床、滾齒機(jī)，計(jì)算轉(zhuǎn)速可取小些 參見(jiàn) 教材 P156，表 幾類(lèi)通用機(jī)床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速：傳遞全部功率的傳動(dòng)件的最低轉(zhuǎn)速 確定方法：由主軸開(kāi)始，逐